点击蓝字↑↑↑“农作未来（FarmingFuture）”，轻松关注，农作制度研究与您同行！
编译：贾蓉
原创微文，欢迎转发转载。
文章信息
原名：From synthetic communities to synthetic ecosystems: exploring causalities in plant–microbe–environment interactions
期刊：New Phytologist
2023年影响因子：8.3
在线发表时间：2024.11.05
通讯作者：Stéphane Hacquard
第一单位：Department of Plant Microbe Interactions, Max Planck Institute for Plant Breeding Research, 50829 Cologne, Germany
文章亮点
植物微生物组研究领域已经从单纯描述微生物组组成的努力迅速转向了对微生物组功能及组装规则的机制性研究。这一转变得益于建立全面的植物相关微生物集合以及重建具有生物学意义的合成微生物群落（SynComs）的能力。这种强大的“解构–重建”策略可以用于重建日益复杂的合成生态系统（SynEcos），从而机制性地理解更高级别的生物组织。
从简单的、完全可控的无菌合成生态系统（SynEcos）过渡到更高级的、可编程的生态系统的过程正在进行，其目标是通过工程化理性地简化自然生态系统。这种重建生态学方法代表了一种尚未开发的策略，用于弥合生态学与功能生物学之间的差距，并揭示调节生态系统健康、组装和功能的植物–微生物组–环境机制。
文章要点
1.合成生态系统（SynEcos）是人为设计和构建的生态系统，其目标是在受控环境中复制自然生态系统的功能（图1）。目前已经存在多种SynEcos，但它们在复杂性方面差异显著。例如，一个包含定义好的培养基、植物和细菌菌株，并在培养箱中培养的培养皿系统，代表了最简单的植物SynEco。相比之下，一个完全可控的基于土壤的植物系统，接种了多界生物合成群落，并在一个完全可编程的无菌生长室中培养，代表了更高级和复杂的SynEcos演化，这里称之为“下一代SynEcos”。
最近，开发了更多先进的植物 SynEcos，旨在更精确的环境背景下整合植物–微生物组相互作用。这包括：
无菌系统：能够监测植物、微生物和环境之间的代谢互作（EcoFabs）；
气候室：模拟特定地点的温度、日长和光强的季节变化；
低成本、可编程、微型化的生长室：可以连续测量土壤–植物–微生物组–大气连续体的生态系统功能；
复杂且成本较高的生态装置：例如类似 ecotron 的生态室。
2.下一代SynEcos 和重建生态学为验证研究假设和解决自然环境中难以研究的生态学概念提供了多种机会：
SynEcos 提供了机会，将宿主碳固定/储存与植物微生物组功能及土壤呼吸作用连接起来。将植物、微生物组和气候视为一个动态信号网络，其中的每个组成部分都可以单独操控，将为气候模型和预测提供宝贵的知识。
聚焦于根系和叶片系统适当分离的 SynEco 方法，为更好地理解根–叶–环境的连通性提供了独特的机会，特别是生物和非生物信号如何被根和叶感知并通过长距离信息传递塑造植物–微生物相互作用的结构、功能和演化。
由于 SynEco 基于重建生态学将包括对生态系统的分区策略（即通过物理分隔生物组件，同时允许它们之间的代谢交换），这将为研究生物体和群落间的代谢流量提供新的机会。
原文链接：
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.20250
